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钢-混凝土混合构结研究综述 黄宇星 祝磊 张艳霞 工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心，北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京100044 提要：钢-混凝土混合结构体系近年来在我国迅速发展，与钢筋混凝土结构比较，它降低了结构自重、 减小了结构断面尺寸、加快了施工进度;与钢结构比较，则有着更好的抗侧力性能和防火性能，并且由于 钢材用量的减少，经济效益也大大增加。因此，非常有必要深入研究钢-混凝土混合结构的受力性能和设 计方法。本文所讨论的混合结构是指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土共同组成的结构体系，分析 了钢-混凝土结构的研究现状，探讨了有待进一步研究的关键问题和未来的发展方向。 关键词：钢-混凝土混合结构；研究现状；存在的问题 钢结构工程研究⑨ 《钢结构》2012增刊 混合结构国外研究现状分析 1)国外的钢一混凝土混合结构 在国外，钢一混凝土混合结构在高层建筑中得到了一定的应用，如加拿大卡尔加里红谷 III 旅馆H】、美国芝加哥的GatewayBuilding、法国巴黎的MaineMon印amasse、日本的神奈 NationalwestminsterBallk 川县的海老名塔楼、英国伦敦的ne Buildin矿。、法国巴黎的麦纳 蒙帕纳斯大楼、Anaconda Bank UnionC∞ten(引。 然而，94年阿拉斯加地震中，美国这种结构体系的高层建筑在地震中严重破坏。根据 经验，美国方面认为，基于罕遇地震时混凝土筒体(剪力墙)塑性变形，裂缝开展后刚度退 化，有关规范要求墙体刚度在设计计算时进行折减，而且要求钢框架有足够的“二道抗震 防线”的刚度要求，楼房高度需控制在150m以下，从而加大了框架柱的断面，限制了混 合结构体系优势发挥。且按美国结构规范设计，剪力墙很厚，钢筋很多，很不经济¨呷1。 当时美国对此类建筑的抗震性能研究还不够深入，但如今随着科技的发展，研究的深 入，钢一混凝土混合结构越来越得到重视，对其抗震性能的研究也越来越多。在日本，欧洲 等国家此类结构都得到了广泛的应用，国外学者也做了大量的研究。 2)国外关于钢一混凝土混合结构的研究 1981年，Franklin．YChen用杆系一层模型对钢一混凝土混合结构进行弹塑性地震反应分 析，针对不同杆件的特点，对混凝土柱和梁、钢柱和梁、混凝土剪力墙分别采用不同的单 元模型，再按杆系形成层间刚度和总刚度矩阵后，以质量集中于楼层处的层间模型对混合 结构进行地震反应分析¨…。 1992年，日美开始共同研究钢框架一混凝土剪力墙结构(HWS)，并设计了两幢由该结 构体系构成的建筑，东京大学地震研究所和日本建筑研究所结合这两幢建筑分别对其抗震 设计方法、核心筒墙柱和连梁开展了理论和试验研究，日本建筑结构技术者协会出台的构 件损伤程度和结构体系的震害程度与我国试验结论较一致…1。 现钢梁与混凝土能够很好地共同工作，刚度有所增加，仅靠钢梁与混凝土的摩擦力就能抵 抗剪力，没有相对滑移。在此基础上给出半组合暗钢梁刚度和抗弯塑性极限承载力的计算 方法n21。 体伪静力试验u引，用以研究墙体内钢筋不同构造方式对筒体在侧向荷载作用下变形能力与 118 钢结构工程研究⑨ 《钢结构》20l2增刊 破坏形式的影响。 构件试验、分析方法和基于性能设计规范的研究u劓。 同年，基于Mal(oto 混凝土柱一钢梁(RCS)抗弯框架体系的设计规范，但限于时间和资金，没有进行整体模型振 动台试验¨“。 2004年Subh嬲hC．Goel介绍了美日合作地震工程研究项目关于组合、混合结构的研究 情况u引。该项目开始于1979年，包括五个阶段，其第五个阶段是一个关于组合、混合结构 的五年研究项目。 此外国外不少学者也对混合结构进行了分析和研究，日本对初次采用钢一混凝土核心简 体系的两栋建筑进行的研究比较系统，并结合这两种结构对抗震设计方法开展了一系列的 研究n利。 3)国外研究现状分析 由此可以看出，国际上对钢与混凝土混合结构体系的研究处于起步阶段，对整体的混